宇宙の形

宇宙の形

(1)ビッグバン宇宙の形は、やはり球状なのでしょうか？　（空間では無く、物質（星）の分布の形）

(2)ビッグバンの起きた場所は特定されているのですか？（宇宙は膨張していると聞きましたが、それ　を逆算すれば、ビックバンの起きた場所を特定出来そうだと思うのですが・・　）

(3)宇宙の空間は、有限なのでしょうか、無限なのでしょう？

(4)私たちの居るビッグバン宇宙の他に、別のビッグバン宇宙の可能性は？


日頃、思っている疑問をかき連ねましたが、全部答えて頂かなくとも、解るものでいいですので、子供にも理解出来るレベルの話しで、お願いします。

No.7 ベストアンサー 回答者： psytex 回答日時： 2010/07/22 20:05

(1)「形」というのは、りんかくのある物にしか言えません。

　　よく宇宙の幾何的性質で「球」が例示されるのは、
　　その球体ではなく、「りんかくがない」という意味で、
　　球の表面を示しているのです。
　　球の表面なら、展開すると何となく円（ないしは球）な
　　気がしますが、実際は重力場によってデコボコなので
　　（ブラックホールがあれば穴も）、とてもそうは
　　言えません。

(2)「ビッグバンが開始点から始まる」という場合、空間的
　　広がりも同時に拡張するので、特定の「中心点」はありません。
　　我々から見て137億光年かなた（=137億年前の姿）に、
　　ビッグバン当時の輻射（爆発）が観察されていますが、
　　そこに立って見ればこちらが「137億年前の姿」で
　　ビッグバン当時の輻射になるのです（観察点が中心）。

(3)上記のように有限ですが、その「果て」は光速（物理的に
　　光速以上に加速できない）で遠ざかっているので、そこに
　　到達できないという意味では、果てはありません。

(4)最新の量子論的世界像において、有限な存在性は観測される
　　事によって生じているとされます。
　　認識によって宇宙が生じる＝自己（現在／感受／光速）から
　　過去（記憶／時間／超光速）と未来（予測／空間／光速下）が
　　対発生していると考えれば、その基底としての時空が広がる
　　（時間経過(記憶=過去の増加)＝空間膨張(可能性=未来の増大)）
　　のは当然のことです。

No.6 回答者： tetsumyi 回答日時： 2010/07/22 10:08

無理やり宇宙の形状を形に表すとすれば、ほぼ球形という表現で良いと思います。

ただし、球の表面のようなもので有限と考えてください。
実際には次元を１つ下げて考えていることになります。
そうして宇宙は膨張していますからこの球は時間と共に膨らみ続けていますし、強い重力場では時間が遅れますから球の表面にはあちこちに谷があります。

ビッグバンが起きた場所はどこかと言うと球が小さかった時、球の中心がその場所ですが過去のことであり、いまは宇宙全体に形が変わっていることになります。
別のビッグバン宇宙の可能性に付いて考えるのは勝手ですが私たちの宇宙はその中だけで全ての影響を受けますから、他の宇宙があったとしても私たちの宇宙に何の影響も及びませんし調べる方法もありませんから単なる空想のレベルとなります。

No.5 回答者： star01 回答日時： 2010/07/22 00:38

(1)3次元的な球状ではありません。

4次元という人間には理解できない座標が加わっています。

(2)ビックバンが起きた場所は存在します。しかし、現在我々がいる時間軸上には宇宙の中心も果ても存在しません。(後で説明します)

(3)私たちから見れば宇宙の空間は無限です。これは球状である地球の表面を船で何周もするのに似ています。宇宙をそのまま旅すると、空間を1周して出発地点に戻ってしまいます。つまり三次元的移動で宇宙の外へ出ることは不可能です。

(4)科学的な根拠はありませんが、時間軸の延長線に存在する可能性があります。もしあるとすればその外側は5次元の空間によって成り立っていることになります。それは、時間軸が無数に存在する世界かもも…


※つまり宇宙は私たちが認識している3次元の世界ではないということです。
少々難しい説明になってしまいますが…　ご了承ください。

----------------------------------------------

この宇宙は4次元の世界であるわけですが、我々が住んでいる世界[横方向x、縦方向y、奥行きz]の3次元のほかに、もうひとつ人間には感知できない次元が隠されています。それは『時間』(座標軸：t)です。しかし、この時間という座標は他の3つの座標と違って自由に移動することができないのです。

まず地球の表面を例にして考えていきましょう。大航海時代以前の中世ヨーロッパの人々は、地球は平らな皿のようなもので、その上に海があり陸があり、船でそのまま西に進むと世界から落ちるんじゃないかとか、大きな壁があるのではないかなどと思っていました。しかし、実際は地球の表面は平らではなく球面です。船でいくら進んでも、果てはありません。これと同様に宇宙も空間が丸くなっていて果てがないのです。たとえば光りより数万倍速い宇宙船があったとして(実際には不可能)、宇宙の果てを目指しても、結局、出発地点に戻ってしまいます。少々人間には理解ができませんが、これは宇宙が4次元という座標を持っているからなのです。

宇宙は4次元の空間に浮かぶ、3次元の球状の薄い膜のようなもので、私たちを含む銀河などは、その膜の表面に存在しています。ただ、私たちはその膜の表面がこの世のすべての空間(x,y,zの3次元の世界)だと思い込んでいるだけで、その縦方向(宇宙の中心から外側へ向かう方向)の座標が存在しているのです。それが時間軸：tです。先ほども言ったようにこの座標は自由に移動ができず、すべての物体が共有して、移動しています。←つまりこれが時間の流れなわけです。

私たちの宇宙は扇状でビックバンの時代を中心に外側へ球状に時間軸が伸びています。

つまり、現在私たちは宇宙の中心方向(ビックバンがある時間軸)から外側の時間軸へ移動しているわけです。外側へ行けばいくほど宇宙の面積が広くなっていきます。(円の直径が大きくなればなるほど円周が長くなるように。)それに対して宇宙の密度も薄くなっていきます。 (これが人間には宇宙が膨張しているように見えている。イメージ的には膨らむ風船の表面のような感じ。我々はその表面(3次元の世界)に存在している)時間軸が移動し、宇宙の端の方(密度が薄い時間軸上の領域)に行き、しまいに宇宙の物質がほとんど存在しない時代が来るかもしれません。そこが宇宙の果てとなるのです。つまり、現在我々がいる時間軸上には宇宙の果てや中心(ビックバンが起きた場所)というものは存在しません。

そんな宇宙の外側(時間軸の延長線)には別の宇宙が存在する可能性もあります。
また、そんな複数の宇宙は時間軸がループしている、超巨大な5次元の世界の球面上に張り付いていると考えられます。しかし、5つ目の次元はあまりに巨大すぎて人間の能力では感知できません。

もはや、そこは私たちの想像をはるかに超えた世界でしょう。

No.4 回答者： k_kota 回答日時： 2010/07/21 22:29

1.形で区切るには端が必要ですが、宇宙に橋があると言うのは現在主力な説ではありません。

なので球では無いと思います。
物質の分布は全体でみると一様で、細かくみると粗密はあるようです、銀河団とかありますからね。

2.ビッグバンは点で起きたのではなく、小さな宇宙全体がその状態にあったと思われますので、特定の地点では無いと思います。
宇宙の膨張は中心があって離れるのではなく、あらゆる地点それぞれの距離がどんどん離れて行っていると言うのが基本だと思います。
2次元で言うなら風船が膨らむような状態ですので、宇宙のどこかを中心として大きくなるものではないと思います。

3.有限だが果てが無いというのは、どうやらここ数十年はスタンダードな考えのようです。

4.あると思いますが、実験的に証明するのは不可能でしょう。

No.3 回答者： mdsumile 回答日時： 2010/07/21 19:24

「ビッグバン宇宙の形は、やはり球状なのでしょうか？　（空間では無く、物質（星）の分布の形）」

物質の分布の形は宇宙の形とは別ですよ。

「ビッグバンの起きた場所は特定されているのですか？（宇宙は膨張していると聞きましたが、それ　を逆算すれば」
逆算するためのデータがありません。

「宇宙の空間は、有限なのでしょうか」
有限です。

「私たちの居るビッグバン宇宙の他に、別のビッグバン宇宙の可能性は」
可能性があるかないかと言えば
理論的に否定はできないという消極的な可能性はあります。

No.2 回答者： Mokuzo100nenn 回答日時： 2010/07/21 18:25

天文学の専門家ではありませんが、自分で勝手に考えた事を書かせていただきます。

(1)ビッグバン宇宙の形は、やはり球状なのでしょうか？

球状の定義は（数学の世界で）1点からの距離が等しい3次元曲面（＝球面）に覆われた立体のことを言います。
自然界には球面はありません。リンゴでも、シャボン玉も、地球でも球状に近いけれども質量偏在があったり、圧力の影響があるために数学的な球状にはなりません。ですから、宇宙だけが自然界の万物と異なって球状であることは無いと思います。球状に近似される形状かもしれませんが、それは観測精度を上げていくと歪（いびつ）であるのが普通です。

(2)ビッグバンの起きた場所は特定されているのですか？（宇宙は膨張していると聞きましたが、それ　を逆算すれば、ビックバンの起きた場所を特定出来そうだと思うのですが・・　）

宇宙の中心が解るか？という質問と同じとしましょう。
膨張中の風船の表面の1か所にくっついているノミから見て、この風船の中心（立体的な中心ではなく、”面の中心”です）を知ることができるでしょうか？
ちなみに、中心とはあらゆる位置からの距離が等しくなる点の事です。
ですから「解らないものである」と考えるべきでしょう。

(3)宇宙の空間は、有限なのでしょうか、無限なのでしょう？

私は有限だろうと考えます。その理由は二つあります。

理由１：自然界に無限の物はありません。数学と言う概念の世界（≠自然界）にしか無限はありません。
自然界の一要素である宇宙だけ、サイズが無限と考える根拠は見当たりません。
宇宙だけはサイズが無限であるという観測事実が現れるまでは有限と考えるべきでしょう？

理由2：ビッグバン宇宙論に基づけば、大昔は（137億年前は）宇宙は有限で小さなサイズだった。
有限のものが時間がたつにつれて無限になることはありません。数学の世界でさえも無限のものは最初から無限です。したがって、現在の宇宙が無限であると考える根拠は見当たりません。

(4)私たちの居るビッグバン宇宙の他に、別のビッグバン宇宙の可能性は？

可能性を排除することは、科学する心にブレーキを掛けますので、可能性は排除しないことにしましょう。
では、質問者さんという人間と全く同じ細胞構成をもつ人間が出現する可能性はどうでしょうか？
可能性は排除できないからと言って、そのような人間がありえるという前提で物事を考えると言うのも非現実的じゃないでしょうか。
ここで常識を持ち出してよいのかどうか分かりませんが、私たち宇宙人は宇宙を全体集合としてすべての事を考えています。数学的な概念でいえば全体集合の補集合は空集合です。ですから、空集合の中身や性質を考えるのは無意味というのが”常識”です。常識が覆される日がくる可能性は否定しませんが。

No.1 回答者： chie65535 回答日時： 2010/07/21 17:38

「ビックバン理論」は「今のところ、観測した結果に矛盾しない」と言うだけの「理論」であり、それが事実かどうかは誰にも判りません。

ビックバン理論は「赤方偏移が起きているのは宇宙が膨張していて、観測している恒星や銀河が遠ざかっているからだ」という仮定に基づいていて、しかも「光源が遠ざかっても近付いてもいないなら、光源からの距離に関係なく、同じ波長の光が届く筈」と言う仮定も必要です。

もし仮に「光の波長は、光源からの距離により変化する。そして、光源から遠ければ遠いほど、赤方偏移が大きく起きる」としたら「実は、どの恒星や銀河も、地球から遠ざかっていない。遠くにあるから赤方偏移が大きいだけ」になってしまい、ビックバン理論は根底から覆ります。

しかし、今は「光の波長は、光源からの距離により変化する」と言う証拠が見付かっていないので、殆どの学者が「たぶんビックバン理論が正しいのだろう」と考えているだけです。